Evaluación de la formación de complejos flavonoide-metal y su relación con la generación de peróxido de hidrógeno en un modelo de miel simulada

Abstract

La miel es importante por sus propiedades edulcorantes y medicinales, esto debido a su capacidad antimicrobiana, que se atribuye a la generación de peróxido de hidrogeno. Esta generación está relacionada con la acción de la enzima glucosa oxidada y posiblemente por la presencia de flavonoides y cationes metálicos. Se preparó una miel simulada como modelo simplificado para estudiar la formación de complejos entre los flavonoides crisina, apigenina, luteolina, galangina, kaempferol, quercetina y miricetina y los cationes metálicos Fe+3 y Cu+2 mediante espectroscopía UV-visible e infrarroja y para evaluar en forma paralela la generación de H2O2 por oxidación de los mismos. Los resultados mostraron que todos los flavonoides estudiados forman complejos con los cationes metálicos. Sin embargo, el favorecimiento de la generación de H2O2 producto de esta complejación sólo se observó en el caso de la flavona luteolina y de los flavonoles galangina, kaempferol, quercetina y miricetina; siendo más clara la relación en la medida que aumenta el número de grupos hidroxilo en el anillo B de las estructuras de los compuestos. Además, en el caso de kaempferol, quercetina y miricetina, el espectro Uv-visible presentó una banda asociada a la formación de la forma oxidada (quinona). Esto indica la existencia de una relación entre la oxidación de estos flavonoides, inducida por Fe+3 y Cu+2, y la formación de H2O2. Consecuentemente, esto destaca la importancia de la estructura química de los flavonoides y su capacidad para interactuar con metales, lo que influye en la producción de especies reactivas de oxígeno. La relación entre la generación de H2O2 con el número de grupos hidroxilo en los flavonoides refuerza la idea de que estos compuestos tienen un efecto dual como antioxidantes y prooxidantes lo que sería modulado por las condiciones del medio. Se concluye que la formación de complejos entre la flavona luteolina, los flavonoles galangina, kaempferol, quercetina y miricetina flavonoides y cationes metálicos favorece su oxidación y con ello la generación de H2O2 en miel simulada.

Honey is important for its sweetening and medicinal properties, due to its antimicrobial capacity, which is attributed to the generation of hydrogen peroxide. This generation is related to the action of the enzyme glucose oxidase and possibly to the presence of flavonoids and metal cations. A simulated honey was prepared as a simplified model to study the complex formation between the flavonoids chrysin, apigenin, luteolin, galangin, kaempferol, quercetin and myricetin and the metal cations Fe+3 and Cu+2 by UV-visible and infrared spectroscopy and to evaluate in parallel the generation of H2O2 by their oxidation. The results showed that all the flavonoids studied form complexes with the metal cations. However, the favoring of H2O2 generation as a result of this complexation was only observed in the case of the flavone luteolin and the flavonols galangin, kaempferol, quercetin and myricetin; the relationship being clearer as the number of hydroxyl groups in the B ring of the structures of the compounds increases. In addition, in the case of kaempferol, quercetin and myricetin, the Uv-visible spectrum presented a band associated with the formation of the oxidized form (quinone). This indicates the existence of a relationship between the oxidation of these flavonoids, induced by Fe+3 and Cu+2, and the formation of H2O2. Consequently, this highlights the importance of the chemical structure of flavonoids and their ability to interact with metals, which influences the production of reactive oxygen species. The relationship between H2O2 generation and the number of hydroxyl groups in flavonoids reinforces the idea that these compounds have a dual effect as antioxidants and prooxidants, which would be modulated by the environmental conditions. It is concluded that the formation of complexes between the flavone luteolin, flavonols galangin, kaempferol, quercetin and myricetin flavonoids and metal cations favors their oxidation and thus the generation of H2O2 in simulated honey.